CN104371098A - 多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物 - Google Patents
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Abstract
通式Ⅰ的多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物，其中，P为亲水性聚合物，优选为多分支聚乙二醇，具有星形、树枝状或超支化结构；X为连接基团。这种聚乙二醇-异氰酸酯衍生物在不影响异氰酸酯高反应活性的同时，由于聚乙二醇高分子载体的存在，能够增加异氰酸酯基团的稳定性。另外，由于聚合物的多分支结构提高了异氰酸酯活性基团的负载率，这种异氰酸酯衍生物其自身可以在适当的条件下形成凝胶，使其在生物医药、医疗器械材料领域有较好的应用前景。本发明还提供了所述多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物，尤其是多臂聚乙二醇-异氰酸酯衍生物、其制备方法以及其自身所形成的凝胶。
背景技术
聚乙二醇是一种用途极为广泛的聚醚高分子化合物，它可应用于医药、卫生、食品、化工等众多领域。聚乙二醇能够溶解于水和许多溶剂中，且该聚合物具有优异的生物相容性，在体内能溶于组织液中，能被机体迅速排出体外而不产生任何毒副作用。
在聚乙二醇的应用中，端基起着决定性的作用，不同端基的聚乙二醇具有不同的用途。聚乙二醇高分子链段不仅局限于端羟基，通过引入其他功能化端基，如氨基、羧基、醛基等所得到的聚乙二醇活性衍生物，可以极大地拓宽聚乙二醇的应用范围。使它在有机合成、多肽合成、高分子合成及药物的缓释控释、靶向施药等多方面均具有广阔的应用前景。
聚乙二醇活性衍生物在很多文献中均有报道。美国专利No.5252714描述了线性聚乙二醇的丙醛衍生物。美国专利No.5672662描述了制备线形聚乙二醇的丙酸和丁酸以及它们的N-羟基丁二酰亚胺酯。美国专利No.5643575描述了一种U形结构的聚乙二醇衍生物。日本专利JP11263834A描述了线性聚乙二醇丙胺衍生物。美国专利No.6664331描述了聚乙二醇的醛基和烯基衍生物。美国专利No.6864327描述了直链聚乙二醇异官能团衍生物的制备方法。
目前，聚乙二醇衍生物被广泛地用于与蛋白质、多肽以及其他治疗药物结合以延长所述药物的生理半衰期，降低其免疫原性和毒性。在临床使用中，聚乙二醇及其衍生物作为制作药物制剂的载体已经在很多药品中得到了广泛的应用，而将聚乙二醇键合到药物分子的尝试在近十几年中得到了长足的发展，在许多批准药品中被广泛使用，如PEGasys，它是一种α-干扰素与聚乙二醇的结合物,表现出了更长的循环半衰期和更好的治疗效果。
作为一种安全的、无副作用的合成高分子材料，聚乙二醇也在制备新型医疗器械中得到广泛应用。例如Baxter的CoSeal、Covidien的SprayGel和DuraSeal都是最近几年在美国或欧洲上市的新型医疗器械。它们都应用了一种多臂聚乙二醇。
在药物修饰方面，相对于直链型聚乙二醇，多臂聚乙二醇具有多个端基，进而具有多个药物连接点、可以分在多个药物分子的优势。目前，多臂聚乙二醇广泛应用于多肽和小分子药物的聚乙二醇化修饰。美国专利No.5767284描述了一种多臂聚乙二醇的N-羟基琥珀酰亚胺酯衍生物。中国专利CN1569892A公开了一种新型的多臂树杈型聚乙二醇与蛋白质或多肽的结合物及其制备方法。美国专利No.6730334描述了一种多臂聚乙二醇的嵌段共聚物。美国专利No.8012488描述了一种以肽链为中心的多臂聚乙二醇的异官能团衍生物。本公司在专利CN101724144A中公开了以季戊四醇和寡聚季戊四醇为中心的新型多臂聚乙二醇及其制备方法和应用。在医疗器械应用上，多臂聚乙二醇可以作为交联剂，应用于制作凝胶。这些凝胶可在医疗器械中作为粘合剂、防渗漏剂、防粘连剂和止血材料。
有机异氰酸酯是一类含有-N=C=O官能团的有机化合物，该官能团具有很高的反应活性，可与水、醇、胺、羧酸、酚、硫醇、硫酚、氨基甲酸酯、脲等含有活泼氢的化合物反应，形成各种功能性化合物。由于-N=C=O官能团的高反应活性，而这些反应又寓于生成的化合物各种不同的功能特性，使有机异氰酸酯类化合物被广泛用作农药、医药等精细化工产品的合成中间体。
本发明的目的在于提供的一种新型的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯活性衍生物，尤其是多臂聚乙二醇-异氰酸酯活性衍生物。与直链型聚乙二醇相比，这种活性衍生物的异氰酸酯端基负载率得到很大提高，并且在不影响异氰酸酯高反应活性的同时，由于高分子载体的存在，能够增加异氰酸酯基团的稳定性。异氰酸酯端基的高反应活性使这种多分支亲水性聚合物的活性衍生物可以用于药物修饰，增加药物水溶性，提高药物稳定性；并且，当连接基团中包含酯键、酰胺键等可水解化学键键时，可以用于药物缓释体系，提高药物在生物体内的半衰期，灵活选择连接基团还可以控制药物缓释速度，这使这种异氰酸酯活性衍生物在药物制剂方面有很好的应用前景。
本发明还提供了一种新型的异氰酸酯的制备方法。自1884年Hentschel开创了伯胺光气化技术以来，光气法便成为工业上生产异氰酸酯的主要方法，但是这种方法技术复杂并且对环境污染严重。目前，生产聚乙二醇异氰酸酯衍生物主要是采用三光气在有机溶剂中制备，这种方法对无水条件要求苛刻且过量的三光气不能得到及时有效地处理，而且采用该方法制备多臂聚乙二醇异氰酸酯衍生物取代率明显降低，只能达到75%左右。本发明提供的异氰酸酯制备方法通过两相法合成，具有条件温和，操作简单，产率高，取代率高和低污染的优点。
另外，这种多分支亲水性聚合物的异氰酸酯活性衍生物可以在适当条件下形成凝胶。水凝胶是在水中能够溶胀并保持大量水分而又不能溶解的交联聚合物。在日用化工、农业土建，尤其是生物医药领域的烧伤涂敷物、药物传输体系、移植、以及生物分子细胞的固定化方面有着广泛的应用。目前常见的凝胶制备方法有单体聚合交联、聚合物交联以及载体的接枝共聚，这些方法中制备凝胶一般需要至少两种原料，单一聚合物则需要添加交联剂并且，本发明提供的异氰酸酯活性衍生物能够在使用单一组分在水溶液中形成凝胶，无须添加其他交联剂，产物更纯净，而且通过调节水溶液PH值可以控制凝胶形成时间。
发明内容
本发明提供一种通式Ⅰ的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，
其中，
P是多分支的亲水性聚合物，所述亲水性聚合物选自，具有星形、树枝状或超支化结构的聚（氧化烯），聚（氧乙基化多元醇），聚（烯属醇），聚（丙烯酰基吗啉），和以这些聚合物的单体为基础的均聚物，无规或嵌段共聚物，或三元共聚物；
n是聚合物的分支数或臂数，3≤n≤30；
X是连接基团，选自由O、S、C1-12链烷基、C3-12环烷基、C6-20芳烷基、 组成的组。
根据本发明的优选实施方案，所述的亲水性聚合物是具有多分支的星形、梳形、树枝状或超支化结构的聚乙二醇的均聚物，或者，聚乙二醇与聚丙二醇、聚乙烯醇或聚丙烯吗啉的共聚物。在一些实施方案中，所述多分支亲水性聚合物是结构式为并且具有多个分支臂的树形、星形或超支化结构的聚乙二醇；-(CH2CH2O)m-为所述聚乙二醇的所述分支臂的自重复单元，每一个所述分支臂中的自重复单元-(CH2CH2O)m-中的m可以相同或不同，为3-250的整数；R选自具有多羟基结构、多氨基结构或多羧基结构的基团；并且n为分支臂数，n≥3且≤30。
更优选的，所述亲水性聚合物为多臂聚乙二醇，具有通式II的结构：
其中，本发明中所用多臂聚乙二醇的结构通式如下所示：
其中R是一中心分子，含有多个端基基团，通过这些基团衍生出的线性聚乙二醇最终形成多臂的聚乙二醇，-(CH2CH2O)m-为聚乙二醇分支臂的自重复单元，m是为任何整数，表征聚乙二醇单支聚合度，n表征分支数或臂数，是3～30中的一个整数。
R可以是一个多羟基分子，与线性聚乙二醇通过醚键，酯键连接。此时，R优选为多羟基季戊四醇、寡聚季戊四醇或甘油、寡聚甘油。通过季戊四醇及寡聚季戊四醇衍生出的多臂聚乙二醇为通过醚键连接的四臂聚乙二醇、六臂聚乙二醇和八臂聚乙二醇，通过甘油及寡聚甘油衍生出的多臂聚乙二醇为八聚乙二醇。
R也可以是一个多氨基分子，与线性聚乙二醇通过胺键，酰胺键连接。
R也可以是一个多羧基分子，与线性聚乙二醇通过酯键，酰胺键连接。
用于本文所公开方法的原料是具有3至30个以羟基为臂端基的多臂聚乙二醇。合适的多臂聚乙二醇包括但不限于星形、梳形、树枝状和超支化聚乙二醇。
应该认识到，多臂聚乙二醇通常是具有臂长的分布且在一些情况下具有不同臂数物类的分布的不均匀混合物。当多臂聚乙二醇具有不同臂数物类的分布时，其可以以该分布中的平均臂数为基础表示。另外可以使用具有不同臂数和/或不同分子量的多臂聚乙二醇的混合物作为原料。因此，各分支臂的自重复单元-(CH2CH2)m-中的m可以相同或不同。
另外，对聚乙二醇而言，优先用分子量而非聚合度m予以表征，只要使形成衍生物的聚乙二醇的分子量为300～80000道尔顿，优选为2000～40000道尔顿，更优选为5000～20000道尔顿。
在优选的实施方案中，所述R为季戊四醇或寡聚季戊四醇，所述聚乙二醇-异氰酸酯衍生物具有通式III的结构：
其中：
l是≥1且≤10的整数。
更优选的，所述l为1、2或3。
在优选的实施方案中，所述R为甘油或寡聚甘油，所述聚乙二醇-异氰酸酯衍生物具有通式IV的结构：
其中：
t是≥1且≤10的整数。
更优选的，所述l是≥1且≤6的整数。
根据本发明的优选实施方案，连接基团X选自由以下基团组成的组：
-(CH2)i-、-(CH2)iNH-、-(CH2)iCOO-、-(CH2)iOCOO-、-(CH2)iCONH-、-(CH2)iOCONH-、-(CH2)iNHCOO-、-(CH2)iNHCONH-、-OC(CH2)iCOO-；
其中：
i为1-10的整数。
更优选的，所述X是-CH2CH2-或-CH2CH2OC(O)CH2CH2-。
在一个具体的实施方案中，所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物具有以下通式III-1的结构：
在一个具体的实施方案中，所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物具有以下通式III-2的结构：
在一个具体的实施方案中，所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物具有以下通式III-3的结构：
在一个具体的实施方案中，所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物具有以下通式III-4的结构：
在一个具体的实施方案中，所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物具有以下通式IV-1的结构：
在一个具体的实施方案中，所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物具有以下通式IV-2的结构：
根据本发明的另一个方面，提供了一种多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物的合成方法，其特征是聚合物胺基中间体和三光气在有机溶剂和弱碱性水溶液两相中反应2～6小时，分液收集有机相，干燥至澄清，浓缩，沉淀。
其中：
有机溶剂选自与水不互溶的聚合物良溶剂，例如二氯甲烷或氯仿，优选为二氯甲烷；
有机溶剂用量为10-40ml/g聚合物，优选为15-30ml/g聚合物；
三光气与聚合物端胺基（—NH2）的比例为2-5：1；
弱碱性水溶液选自碳酸氢钠水溶液或碳酸钠水溶液，优选为碳酸氢钠水溶液；
弱碱性水溶液用量为每克聚合物10-40ml，优选为每克聚合物15-30ml；
弱碱性水溶液浓度为4%-10%，优选为6%-10%；
反应温度为-10℃～10℃，优选为-5℃～5℃。
根据本发明的又一个方面，提供了一种多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物形成的凝胶。
在优选的实施方案中，所述的凝胶为多臂聚乙二醇-异氰酸酯衍生物形成的凝胶。
本发明所述的凝胶在生物医药中的用途广泛，可以用作药物载体，延长作用时间，降低给药剂量及避免某些毒副作用。此外，本发明的凝胶还可用在外科手术上，做手术后缝合凝胶及预防手术后粘连的制剂。
具体实施方式
本发明的聚乙二醇-异氰酸酯衍生物可以采用以下方法获得：
1、将聚乙二醇（PEG）的端羟基-CH2CH2OH改性为胺基（-CH2CH2NH2），而后制备异氰酸酯衍生物。
2、由聚乙二醇（PEG）与活性小分子反应形成中间体PEG—X，通过端基改性使X的端基形成胺基（—NH2），而后通过端基胺基制备聚乙二醇-异氰酸酯衍生物。
在实际应用中，可能需要对PEG的端基部分予以活化，以保证其能够和活性小分子发生反应而将二者结合。针对需要实现的用途，可以采取以下几种方法对端基官能团进行改性：
a、胺基化，胺基化后的亲水性聚合物，由反应活性较大的胺基取代了羟基，在与一个含羧酸基的分子进行反应形成键合物中尤其重要。
b、羧基化，亲水性聚合物羧基化后，可提高其反应性，使之可以和另一含胺基或羟基的分子反应形成键合物。
c、其他如羧基酯、碳酸酯、酰氯、酰肼、马来酰亚胺、吡啶二硫化物等改性方式也可适当采用。
实施例：
下面结合实例描述本发明的衍生物及其制备方法，它不限制本发明，本发明的范围由权利要求限定。本发明的聚合物分子量如无特殊说明均为数均分子量。
实施例1：四臂聚乙二醇（5000Da）异氰酸酯的制备
将四臂聚乙二醇胺（5000Da）1g溶于6%的Na2HCO3水溶液15ml中，加入二氯甲烷15ml，降温至0℃，加入三光气0.2g，反应6小时，静置分液，收集有机相，将水相用二氯甲烷10ml萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥至澄清，过滤，40℃浓缩，用乙醚15ml沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥得四臂聚乙二醇（5000Da）异氰酸酯0.83g。
将四臂聚乙二醇（5000Da）异氰酸酯0.2g溶于二氯甲烷2ml中，加入苄胺80ul，室温搅拌15分钟，45℃浓缩，用乙醚3ml沉淀，过滤，真空干燥得四臂聚乙二醇（5000Da）-苄酰胺。
实施例2：八臂聚乙二醇（10000Da）异氰酸酯的制备
将八臂聚乙二醇胺（10000Da）1g溶于8%的Na2HCO3水溶液20ml中，加入二氯甲烷20ml，降温至0℃，加入三光气0.4g，反应6小时，静置分液，收集有机相，将水相用二氯甲烷10ml萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥至澄清，过滤，40℃浓缩，用乙醚15ml沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥得八臂聚乙二醇（10000Da）异氰酸酯0.8g。
将八臂聚乙二醇（10000Da）异氰酸酯0.2g溶于二氯甲烷2ml中，加入苄胺80ul，室温搅拌15分钟，45℃浓缩，用乙醚3ml沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（10000Da）-苄酰胺。
实施例3：八臂聚乙二醇（六聚甘油，10000Da）异氰酸酯的制备
将八臂聚乙二醇胺（六聚甘油，10000Da）1g溶于10%的Na2HCO3水溶液30ml中，加入二氯甲烷30ml，降温至5℃，加入三光气0.4g，反应6小时，静置分液，收集有机相，将水相用二氯甲烷10ml萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥至澄清，过滤，40℃浓缩，用乙醚15ml沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥得八臂聚乙二醇（六聚甘油，10000Da）异氰酸酯0.8g。
将八臂聚乙二醇（六聚甘油，10000Da）异氰酸酯0.2g溶于二氯甲烷2ml中，加入苄胺80ul，室温搅拌15分钟，45℃浓缩，用乙醚3ml沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（六聚甘油，10000Da）-苄酰胺。
实施例4：四臂聚乙二醇（10000Da）-羰乙基-异氰酸酯的制备
将四臂聚乙二醇（10000Da）10.0g溶于甲苯60ml中，氮气保护下加热蒸出甲苯10ml，降至室温，加入二氯甲烷100ml，搅拌10分钟，加入1-羟基苯并三唑（HOBT）0.594g、4-二甲氨基吡啶（DMAP）0.538g、N-叔丁氧羰基-β-丙氨酸（Boc-β-alanine）1.172g，搅拌溶解，加入N,N′-二环己基碳二亚胺（DCC）1.32g，室温反应过夜，过滤，45℃浓缩，加入异丙醇200ml加热溶解，冰水浴沉淀，过滤，真空干燥得四臂聚乙二醇（10000Da）-叔丁氧羰基-β-丙氨酸9.5g。
NMR(DMSO)δ：1.37(s,Boc),2.43(t,CH2NH)
将四臂聚乙二醇（10000Da）-叔丁氧羰基-β-丙氨酸5g溶于二氯甲烷12.5ml，加入三氟乙酸5ml，反应4小时，45℃浓缩，加入异丙醇50ml和乙醚50ml沉淀，过滤，真空干燥得四臂聚乙二醇（10000Da）-β-丙氨酸4.2g。
NMR(DMSO)δ：2.70(t,CH2NH2)
将四臂聚乙二醇（10000Da）-β-丙氨酸1g溶于8%的Na2HCO3水溶液16ml中，加入二氯甲烷16ml，降温至0℃，加入三光气0.356g，反应6小时，静置分液，收集有机相，将水相用二氯甲烷10ml萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥至澄清，过滤，40℃浓缩，用乙醚15ml沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥得四臂聚乙二醇（10000Da）-羰乙基-异氰酸酯0.82g。
将四臂聚乙二醇（10000Da）-羰乙基-异氰酸酯0.2g溶于二氯甲烷2ml中，加入苄胺80ul，室温搅拌15分钟，45℃浓缩，用乙醚3ml沉淀，过滤，真空干燥得四臂聚乙二醇（10000Da）-羰乙胺基苄酰胺。
实施例5：八臂聚乙二醇（20000Da）-羰乙基-异氰酸酯的制备
将八臂聚乙二醇（20000Da）20.0g溶于甲苯120ml中，氮气保护下加热蒸出甲苯20ml，降至室温，加入二氯甲烷200ml，搅拌10分钟，加入1-羟基苯并三唑（HOBT）1.188g、4-二甲氨基吡啶（DMAP）1.076g、N-叔丁氧羰基-β-丙氨酸（Boc-β-alanine）2.344g，搅拌溶解，加入N,N′-二环己基碳二亚胺（DCC）2.64g，室温反应过夜，过滤，45℃浓缩，加入异丙醇400ml加热溶解，冰水浴沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（20000Da）-叔丁氧羰基-β-丙氨酸18.6g。
NMR(DMSO)δ：1.37(s,Boc),2.43(t,CH2NH)
将八臂聚乙二醇（20000Da）-叔丁氧羰基-β-丙氨酸10g溶于二氯甲烷50ml，加入三氟乙酸10ml，反应4小时，45℃浓缩，加入异丙醇100ml和乙醚100ml沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（20000Da）-β-丙氨酸16.6g。
NMR(DMSO)δ：2.70(t,CH2NH2)
将八臂聚乙二醇-β-丙氨酸（20000Da）2g溶于9%的Na2HCO3水溶液35ml中，加入氯仿35ml，降温至-5℃，加入三光气0.712g，反应6小时，静置分液，收集有机相，将水相用二氯甲烷20ml萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥至澄清，过滤，40℃浓缩，用乙醚30ml沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥得八臂聚乙二醇（20000Da）-羰乙基-异氰酸酯1.7g。
将八臂聚乙二醇（20000Da）-羰乙基-异氰酸酯0.2g溶于二氯甲烷2ml中，加入苄胺80ul，室温搅拌15分钟，45℃浓缩，用乙醚3ml沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（20000Da）-羰乙胺基苄酰胺。
实施例6：八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-羰乙基-异氰酸酯的制备
将八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）20.0g溶于甲苯120ml中，氮气保护下加热蒸出甲苯20ml，降至室温，加入二氯甲烷200ml，搅拌10分钟，加入1-羟基苯并三唑（HOBT）1.188g、4-二甲氨基吡啶（DMAP）1.076g、N-叔丁氧羰基-β-丙氨酸（Boc-β-alanine）2.344g，搅拌溶解，加入N,N′-二环己基碳二亚胺（DCC）2.64g，室温反应过夜，过滤，45℃浓缩，加入异丙醇400ml加热溶解，冰水浴沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-叔丁氧羰基-β-丙氨酸18.6g。
NMR(DMSO)δ：1.37(s,Boc),2.43(t,CH2NH)
将八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-叔丁氧羰基-β-丙氨酸10g溶于二氯甲烷50ml，加入三氟乙酸10ml，反应4小时，45℃浓缩，加入异丙醇100ml和乙醚100ml沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-β-丙氨酸17.1g。
NMR(DMSO)δ：2.70(t,CH2NH2)
将八臂聚乙二醇-β-丙氨酸（六聚甘油，20000Da）2g溶于10%的Na2HCO3水溶液60ml中，加入氯仿60ml，降温至-5℃，加入三光气0.712g，反应6小时，静置分液，收集有机相，将水相用二氯甲烷20ml萃取两次，合并有机相，无水硫酸钠干燥至澄清，过滤，40℃浓缩，用乙醚30ml沉淀，过滤收集沉淀，真空干燥得八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-羰乙基-异氰酸酯1.74g。
将八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-羰乙基-异氰酸酯0.2g溶于二氯甲烷2ml中，加入苄胺80ul，室温搅拌15分钟，45℃浓缩，用乙醚3ml沉淀，过滤，真空干燥得八臂聚乙二醇（20000Da）-羰乙胺基苄酰胺。
实施例7：四臂聚乙二醇（5000Da）异氰酸酯凝胶的制备
将四臂聚乙二醇（5000Da，由实施例1制备）异氰酸酯1.0g溶于5ml水中，缓慢搅拌约5分钟形成凝胶。
实施例8：八臂聚乙二醇（10000Da）异氰酸酯凝胶的制备
将八臂聚乙二醇（10000Da，由实施例2制备）异氰酸酯1.0g溶于乙酸盐缓冲溶液（PH=5.0）5ml中，缓慢搅拌约15分钟形成凝胶。
实施例9：四臂聚乙二醇（10000Da）-羰乙基-异氰酸酯凝胶的制备
将四臂聚乙二醇（10000Da，由实施例4制备）-羰乙基-异氰酸酯1.0g溶于磷酸盐缓冲溶液（PH=7.4）5ml中，缓慢搅拌约5分钟形成凝胶。
实施例10：八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da）-羰乙基-异氰酸酯凝胶的制备
将八臂聚乙二醇（六聚甘油，20000Da，由实施例6制备）异氰酸酯1.0g溶于磷酸盐缓冲液（PH=9.0）5ml中，缓慢搅拌立刻形成凝胶。
本发明中的凝胶可以在水或缓冲溶液中快速形成，通过调节缓冲溶液的PH值可以改变凝胶的形成时间，PH越高则凝胶形成越迅速。
Claims (17)
1.通式Ⅰ的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，
其中，
P是多分支的亲水性聚合物，所述亲水性聚合物选自，具有星形、树枝状或超支化结构的聚（氧化烯），聚（氧乙基化多元醇），聚（烯属醇），聚（丙烯酰基吗啉），和以这些聚合物的单体为基础的均聚物，无规或嵌段共聚物，或三元共聚物；
n是聚合物的分支数或臂数，3≤n≤30；
X是连接基团，选自由-O-、-S-、C1-12链烷基、C3-12环烷基、C6-14芳烷基、 组成的组。
2.如权利要求1所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述多分支亲水性聚合物是结构式为
并且具有多个分支臂的树形、星形或超支化结构的聚乙二醇；-(CH2CH2O)m-为所述聚乙二醇的所述分支臂的自重复单元，每一个所述分支臂中的自重复单元-(CH2CH2O)m-中的m可以相同或不同，为3-250的整数；R选自具有多羟基结构、多氨基结构或多羧基结构的基团。
3.如权利要求2所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述R为季戊四醇或寡聚季戊四醇、甲基葡萄糖甙、蔗糖、二甘醇、丙二醇、甘油或寡聚甘油。
4.如权利要求2所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述R为季戊四醇或寡聚季戊四醇，具有通式III的结构：
其中，l是≥1且≤10的整数。
5.如权利要求4所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述l为1、2或3。
6.如权利要求2所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述R为甘油或寡聚甘油，具有通式IV的结构：
其中，
t是≥1且≤10的整数。
7.如权利要求6所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述t是≥1且≤6的整数。
8.如权利要求2至7之任一项所述的聚乙二醇-环辛炔衍生物，其中，所述X选自由以下基团组成的组：
-(CH2)i-、-(CH2)iNH-、-(CH2)iCOO-、-(CH2)iOCOO-、-(CH2)iCONH-、-(CH2)iOCONH-、-(CH2)iNHCOO-、-(CH2)iNHCONH-、-OC(CH2)iCOO-；并且
i为1-10的整数。
9.如权利要求2至7之任一项所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述X是-CH2CH2-或-CH2CH2OC(O)CH2CH2-。
10.如权利要求2所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物选自通式III-1～III-4、IV-1及IV-2的异氰酸酯衍生物：
11.如权利要求2至7、10之任一项所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述聚乙二醇的分子量为2000～40,000。
12.如权利要求2至7、10之任一项所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述聚乙二醇的分子量为5000～20,000。
13.如权利要求1所述的多分支亲水性聚合物的异氰酸酯衍生物，其中，所述亲水性聚合物是聚乙二醇与聚丙二醇、聚乙烯醇或聚丙烯吗啉的共聚物。
14.一种合成如权利要求1至7、10之任一项所述的多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物的方法，其特征在于聚合物胺基中间体和三光气在有机溶剂和弱碱性水溶液两相中反应2～6小时，分液收集有机相，干燥至澄清，浓缩，沉淀，
其中：
所述有机溶剂为二氯甲烷或氯仿；
所述有机溶剂用量为每克聚合物加入10-40ml有机溶剂；
所述三光气与所述聚合物端胺基中间体的比例为2-5：1；
所述弱碱性水溶液选自碳酸氢钠水溶液或碳酸钠水溶液；
所述弱碱性水溶液用量为每克聚合物加入10-40ml水溶液；
所述弱碱性水溶液浓度为4%-10%；并且
反应温度为-10℃～10℃。
15.如权利要求14所述的方法，其中：
所述有机溶剂为二氯甲烷；
所述有机溶剂用量为每克聚合物加入15-30ml有机溶剂；
所述弱碱性水溶液为碳酸氢钠溶液；
所述弱碱性水溶液用量为每克聚合物加入15-30ml水溶液；
所述弱碱性水溶液浓度为6%-10%；并且
反应温度为-5℃～5℃。
16.一种由如权利要求1至7、10之任一项所述的多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物形成的凝胶。
17.一种由如权利要求2至7、10之任一项所述的多分支亲水性聚合物-异氰酸酯衍生物形成的凝胶。
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